Eficiencia de conversión de la energía de la readiación solar en energía interna térmica del agua en calentadores solares de tubos al vacío

Francisco García Reina; Roberto Rodríguez Rojas; Tamara Martínez Zamora; Lázaro Y. Hernández Mora; Francisco Hernández Rodríguez

doi:10.24054/rcta.v1i37.980

Authors

Francisco García Reina Universidad de Ciego de Ávila
Roberto Rodríguez Rojas MINTUR
Tamara Martínez Zamora MINTUR
Lázaro Y. Hernández Mora Fábrica de Calentadores Solares (RENSOL)
Francisco Hernández Rodríguez Universidad de Ciego de Ávila

DOI:

https://doi.org/10.24054/rcta.v1i37.980

Keywords:

radiación solar, energía térmica, calentador solar, irradiancia solar, celdas solares, calibración

Abstract

Los problemas medioambientales y el incremento del precio del petróleo han promovido el ahorro energético y estimulado el desarrollo de las energías renovables. Las energías renovables son aquellas que se regeneran de manera permanente. Cuba, que no dispone de grandes reservas de hidrocarburos, ha generado un cambio de la matriz energética que ha ponderado el uso de la energía renovable. La reflexión sobre el uso de la energía solar en las instalaciones hoteleras, hospitales, escuelas, domésticas, etc., ha revelado el siguiente problema científico: ¿Cómo determinar la eficiencia de conversión de energía solar en calórica en colectores solares de tubos al vacío? Para evaluar la eficiencia de esta instalación solar se desarrollará un diseño experimental que incluye los siguientes pasos: medir el caudal de agua que circula por el colector; medir la temperatura del agua a la entrada y salida del colector; calcular la potencia calórica que absorbe el agua del sol en el colector; determinar la irradiancia solar en la zona de estudio; calcular la potencia solar a partir de la irradiancia solar en el punto de localización y del área efectiva del colector; y por último calcular la eficiencia de conversión de energía solar en calórica en el colector de tubos al vacío. Los problemas medioambientales y el incremento del precio del petróleo han promovido el ahorro energético y estimulado el desarrollo de las energías renovables. Las energías renovables son aquellas que se regeneran de manera permanente. Cuba, que no dispone de grandes reservas de hidrocarburos, ha generado un cambio de la matriz energética que ha ponderado el uso de la energía renovable. La reflexión sobre el uso de la energía solar en las instalaciones hoteleras, hospitales, escuelas, domésticas, etc., ha revelado el siguiente problema científico: ¿Cómo determinar la eficiencia de conversión de energía solar en calórica en colectores solares de tubos al vacío? Para evaluar la eficiencia de esta instalación solar se desarrollará un diseño experimental que incluye los siguientes pasos: medir el caudal de agua que circula por el colector; medir la temperatura del agua a la entrada y salida del colector; calcular la potencia calórica que absorbe el agua del sol en el colector; determinar la irradiancia solar en la zona de estudio; calcular la potencia solar a partir de la irradiancia solar en el punto de localización y del área efectiva del colector; y por último calcular la eficiencia de conversión de energía solar en calórica en el colector de tubos al vacío

Downloads

Download data is not yet available.

References

Águila, A. (2010). Evaluación del ahorro de energía eléctrica en el calentamiento de agua por la introducción de colectores solares. Tesis de Maestría en Eficiencia Energética, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba.

Al-Taani, H. & Arabasi, S. (2018). Solar Irradiance Measurements Using Smart Devices: A Cost-Effective Technique for Estimation of Solar Irradiance for Sustainable Energy Systems. Sustainability 2018, 10, 508. (pp. 1-11). ID

Beltran, Y. (2015). Evaluación del sistema de bombeo solar fotovoltaico para el riego del frijol en la UBPC Delia del municipio Primero de Enero. Tesis de Maestría en Eficiencia Energética, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba.

Bérriz, L. & Madruga, E. (2008). Cuba y las fuentes renovables de energía. La Habana: Editorial CUBASOLAR.

Bérriz, L. & Álvarez, M. (2008). Manual para el Cálculo y Diseño de Calentadores Solares. La Habana: Editorial CUBASOLAR.

Conibeer, G. (2015). Hot carrier solar cell absorber prerequisites and candidate material system. Sol. Energy. Mater. (pp. 124-129).

Díaz, C. (2018). Desarrollo de un sistema de medición de la irradiancia solar y su uso en el aprovechamiento de esta energía renovable. Tesis de Maestría en Eficiencia Energética, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba.

Dominico, D. (2015). Diseño de una estación fotovoltaica para el suministro de energía eléctrica al bombeo en una planta de tratamiento de aguas residuales. Tesis de Maestría en Eficiencia Energética, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba.

Ekici, C. & Teke, I. (2017). Total Global Solar Radiation Estimation with Relative Humidity 2 and Air Temperature Extremes in Ireland and Holland. Geoscientific. Instrumentation Method. Data System. Discuss, Discussion started: 21 November 2017. Extraido de: https://doi.org/10.5194/gi-2017-52

Gupta, C. & Garg, Ch. (1971). Diseño de calentadores solares de agua con circulación natural (en idioma ruso). Heliotécnica, No. 5. (pp. 22-34).

Locatelle, A. (1962). Captación de la energía solar para propósitos de calentamiento de agua (en idioma italiano). Termotécnica, Vol. 12. No.12. (pp. 657-467).

Meinel, A. & Meinel, B. (2013). Solar Energy. Addison Wesley. New York, USA.

Martínez, T. (2010). Disminución del consumo especifico neto de GLP en el sistema de agua caliente del Hotel Oasis Playa Coco a partir del aprovechamiento de la energía térmica solar. Tesis de Maestría en Eficiencia Energética, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba.

Opálková, M. et al (2018). A Database of 10 min Average Measurements of Solar Radiation and Meteorological Variables in Ostrava, Czech Republic. Earth System. Sci. Data. 5, (pp.345-356).

Sayago, S., Bocco, M., Ovando, G & Willington, E. (2011). Radiación solar horaria: modelos de estimación a partir de variables meteorológicas básicas. Revista Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente, Vol. 15, 2011. (pp. 51-57).